Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц презентация

Счётчик Гейгера
Камера Вильсона
Пузырьковая камера
Фотографические
эмульсии
Сцинтилляционный
метод
Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц
Искровая камера

Сцинтилляционный счётчик, прибор для регистрации ядерных излучений и элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов, y - квантов, мезонов и т. д.). Основным элементом счетчика является вещество, люминесцирующее под действием заряженных частиц (сцинтиллятор).
При попадании заряженной частицы на полупрозрачный экран, покрытый сульфидом цинка, возникает вспышка света (СЦИНТИЛЛЯЦИЯ). Вспышку можно наблюдать и фиксировать.
Прибор состоит из сцинтиллятора, фотоэлектронного умножителя и электронной системы.

Счетчик Гейгера.
Схема
Фотография
Ханс Гейгер
В газоразрядном счетчике имеются катод в виде цилиндра и анод в виде тонкой проволоки по оси цилиндра. Пространство между катодом и анодом заполняется специальной смесью газов. Между катодом и анодом прикладывается напряжение.
U

+
-
R
К усилителю
Стеклянная трубка
Анод
Катод
Счётчик Гейгера применяется в основном для регистрации электронов и y - квантов(фотонов большой энергии).
Счётчик регистрирует почти все падающие в него электроны.
Регистрация сложных частиц затруднена.
Счетчик Гейгера.
Чтобы зарегистрировать y- кванты, стенки трубки покрывают специальным материалом, из которого они выбивают электроны.

Камеру Вильсона можно назвать “окном” в микромир. Она представляет собой герметично закрытый сосуд, заполненный парами воды или спирта, близкими к насыщению.
Стеклянная
пластина
поршень
вентиль
Вильсон- английский физик, член Лондонского королевского общества. Изобрёл в 1912 г прибор для наблюдения и фотографирования следов заряжённых частиц, впоследствии названную камерой Вильсона (Нобелевская премия, 1927).
Камера Вильсона
Советские физики П.Л. Капица и Д.В. Скобельцин предложили помещать камеру Вильсона в однородное магнитное поле.

Если частицы проникают в камеру, то на их пути возникают капельки воды. Эти капельки образуют видимый след пролетевшей частицы - трек. По длине трека можно определить энергию частицы, а по числу капелек на единицу длины оценивается её скорость. Трек имеет кривизну.
Первое искусственное превращение элементов – взаимодействие α − частицы с ядром азота, в результате которого образовались ядро кислорода и протон.

Заряжённые частицы создают скрытые изображения следа движения.
По длине и толщине трека можно оценить энергию и массу частицы.
Фотоэмульсия имеет большую плотность, поэтому треки
получаются короткими.
Фотографические эмульсии
Метод толстослойных фотоэмульсий. 20-е г.г. Л.В.Мысовский, А.П.Жданов.
Треки элементарных частиц в толстослойной фотоэмульсии
Наиболее дешевым методом регистрации ионизирующего излучения является фотоэмульсионный (или метод толстослойных эмульсий). Он базируется на том, что заряженная частица, двигаясь в фотоэмульсии, разрушает молекулы бромида серебра в зернах, сквозь которые прошла. После проявления такой пластинки в ней возникают «дорожки» из осевшего серебра, хорошо видимые в микроскоп. Каждая такая дорожка — это след движущейся частицы. По характеру видимого следа (его длине, толщине и т. п.) можно судить как о свойствах частицы, которая оставила след (ее энергии, скорости, массе, направлении движения), так и о характере процесса (рассеивание, ядерная реакция, распад частиц), если он произошел в эмульсии.